开普勒
开普勒的经历比较复杂。我摘译一些我感兴趣的。来源于英法文资料,没有按时间顺序,有些杂乱。 有人说伽利略是现代科学的奠基人,有人说开普勒是。各有道理吧,前者贡献是多方位的,后者把天文学数学化。 开普勒(1571-1630)生于德国,家境贫寒,早产儿,小时得过天花,长大身体不佳。 他写的文字优美。对神极为虔敬。 虽然说开普勒家境不济,可是当时德国(也许应该说各地方王国)还是很重视教育的,是因为政府的原因还是因为教会的原因,在这里我不深究了。看看开普勒的教育: 在 Leonberg,Wurtemberg公爵的城市,于1577-1579 和1581-1583年,他在拉丁语学校上课。因为干农活耽搁,他于1584年进入教会学校(Seminary)。1589年,他父亲出发参战,从此消失。同年,他进入Tübingen大学,学习道德,辩证法,修辞学,希腊语,希伯来语,天文,物理,神学和人文科学。他的天文学老师Maestlin不得不讲托勒枚的地心说,但是他更热情崇拜哥白尼的日心说,引导开普勒成为哥白尼迷,也是说服伽利略采用日心说的人物之一。 开普勒本来打算成为路德派牧师,但是Graz的新教学校招一名数学教授,可能是听从Maestlin建议,这样1594年他就放弃了神学学习,去应聘这个职位。但是在那里他还是编编日历,作些占星预测。 他从1577年到1594年,就算中间中断两年,也学了15年了,主要是语言和人文课,所以他很能写书,文字优美,就不足为怪了。 他的开普勒三定律,牛顿整合成为万有引力定律。 世上所谓的软实力,就是把摘到苹果的也说成是栽果树的。虽然牛顿说其成就是站在巨人肩膀上取得的,可是故事却说他躺在果树下看到苹果落地想到万有引力。发展过程应该是这样的,哥白尼在《天体运行论》中阐述地球月亮的关系,说重心在地球,也讲述了行星绕太阳旋转,其周期距离速度存在一种简单关系。这种关系被开普勒写成公式。1600年,开普勒为了从奥地利费迪南王子得到数学家一职,写了一篇论文奉献给他,这篇论文提出了以力学为基础的月球运动理论: "In Terra inest virtus, quae Lunam ciet" ("地球的力导致月球移动")。虽然没有得到工作,却预测到月蚀。有了这些成就,牛顿就集成为万有引力定律。当然,想象出你我之间也有引力,只是太小,是一种思想飞跃。 开普勒对光学和望远镜的贡献也很大。他搞清了望远镜和人的视觉的光学原理。 当穷人(科学家?)真不容易。伽利略做研究,要佛罗伦萨的麦迪奇家族资助。布鲁诺得到威尼斯贵族资助反倒最后连命都送了。哥白尼就不需要找外人资助了,当教士做其他官职,都是送来的。开普勒就没有哥白尼这么幸运了,他的研究受到奥地利皇帝资助,皇帝不资助了,有德国贵族资助。可是什么三十年战争导致资助不足。最后据说是在索要欠薪的路上,在暴风雪中在一个房子里孤独死去。 不论奥地利皇帝还是匈牙利国王,愿意资助开普勒的天文学研究应该是因为他们醉心于占星术,如中国人那样,夜观天象,看看是否要打仗,或者有人要图谋不轨,诸如此类的大事。 开普勒虽然作为新教徒不会受到罗马教廷迫害,可是路德派教会也排斥他,他于1612年被开除教会(excommunication)。那个时代,说太阳对行星有吸引力,新教旧教都无法接受。他被除教的原因,是他认为月球是固体,和地球一样,但是路德派神学家认为,圣经把月亮描述成“统治地球夜晚的弱光”,既然是光就不是固体。还好,只是除教没有被判火刑。 但是,1615年,他的母亲,时年68岁,被 Leonberg市指控为巫师。那个时代,巫师会被判火刑,子女应该跟中国1960年代受迫害的地主右派一样成为黑狗崽子。他费了几年帮她打官司。她应该是卖草药帮人治病的乡村土医。最后,1621年Wurtemberg公爵才宣布她无罪,但是几年折腾,6个月之后就死了。 开普勒的晚年应该因为30年战争而忍受一些痛苦。1618-1648的中欧30年战争,看上去像第一第二次世界大战放在一起打,导致超过800万人死亡。这场宗教战争,开始是中欧新教国家与天主教国家之间的对立,后来是想争夺欧洲霸权的法国与奥地利哈布斯堡王朝的对立。 罗马天主教压抑科学发展?表面好像是这样。但是,当你把这些神学家,天文学家,哲学家,数学家放在一起研究一下的时候,会想他们是那个时代的神学教育的结晶,人学得多了,怀疑古人,有新的发现,提出新理论,很正常,他们并非想埋葬宗教,只是新科学让宗教界无所适从。他们都精于共同语言,拉丁语,甚至希腊语,所以,什么是再生(复兴)?就是古希腊古罗马美好的东西再创造:思想,科学,文化,艺术。 从更长远的历史来说,基督教对于文化科学艺术的发展的贡献是无可比拟的,想想儒学佛教回教贡献了什么。 说到此,自然而然可以说,创新而产生的辩论是无可厚非的,尽管有时这种辩论让布鲁诺成为殉道者。想想中国,没有什么人阻止你说地是圆球,可是中国人太过于相信古人的想像,而不是寻求实证,到西方人来了才知道地是圆球。而巴比伦波斯文明几千年前就知道这个道理,希腊人继承了,犹太人把太阳绕地球转写到圣经里,亚理斯多德也是这样认为的,这就成了基督教的信条。但是,基督教的教育,对真理的追求,导致了新科学的出现,难道不可以说基督教有能力再生吗?或者至少可以说,基督教体系比中国儒家体系更僵化吗? 开普勒为了研究光学而解剖不同动物眼睛( Astronomiae Pars Optica). 知道为什么德国的相机这么有名吗?四百年前他们就这样研究视觉原理。 伽利略 伽利略(1564-1642),其父为音乐家,算是小贵族家庭。伽利略是7个孩子中的老大。8岁前在家里受的教育,也许因为看父亲修乐器的缘故,动手能力很好。他家从比萨搬到佛罗伦萨,他被父亲委托给旧邻牧师教育两年。然后进入一修道院 ( Santa Maria de Vallombrosa)学习宗教。在新人阶段受到师傅们压力不小,他没有在宗教职业上走得太远,因为患眼疾,1579年他被父亲带回家。两年后,他进入比萨大学学医,走他的光荣的老祖宗100多年前走过的路,但是他没有什么兴趣学医。1585年回到佛罗伦萨,没有学完,没有拿到学位。 成年后,伽利略要花很多钱给他的弟弟,和母亲。因为他父亲要给女婿什么年金,父亲死后,这份年金要儿子承担,他弟弟无力承担,并且搞音乐还要贴钱。意大利的婚姻法跟中国的完全不一样。两千多年前,凯撒也不能一夫多妻,因此得多次离婚结婚,这种婚姻法大约是维护贵族的稀缺性?可能是吧。和凯撒同时代的另一位大人物,西塞罗,他们都做过罗马的执政官(国家首脑),他离婚还得把老婆带来的钱退换回去,法律是这样规定的。那么伽利略的父亲为什么要倒贴钱嫁女儿呢?有可能是私生子,也有可能高攀了嫁给贵族了。 这种事同样困扰伽利略,他在威尼斯的帕杜大学时跟一女子生了两女一男,但是没有结婚。可能是那时在这种天主教大学教授是不允许结婚的。结果,为了避免高攀倒贴钱,伽利略把两个女儿送到修道院里了。儿子可能转成合法继承人。私生子是没有继承权的。意大利的复兴时代也真是奇怪,宗教禁欲,私生子到处都是,连达芬奇也是私生子,因此不能上大学,结果他父亲就把他送去学画画了。 如果跟中国封建社会比的话,我认为罗马的婚姻法更好一些。总体来说更公平一些。 伽利略从大学开始就在力学方面小有成就。但是学医而没有拿到学位,回到佛罗伦萨,参加父亲圈子的社交活动,讲讲艺术和文学,被红衣主教del Monte的圈子里人注意到。1589年他父亲去世,家里经济重担在身,找工作了,宗教界朋友,包括教皇学院的耶稣会教父数学家Christophorus Clavius,把他推荐给托斯坎(包括弗洛伦萨的大区)的费迪南大公,他给了伽利略比萨大学的一个数学教席。由此可见,前面说的布鲁诺在1592年想在威尼斯的帕杜大学找个数学教席也并不容易。那个教席给了伽利略。 他在比萨大学同费迪南大公的儿子不睦,在红衣主教del Monte介绍下他得到了帕杜大学数学教授教席,从1592年始任职18年。 伽利略的成就是世所公认的,在此不必强调,反倒可以说说其不足之处。伽利略是工匠式科学家,类似于达芬奇。比如1609年他改进荷兰人 Hans Lippershey 发明的望远镜,好在威尼斯工业发达,可以做出玻璃镜,但是因为他没有研究原理(也许研究而没有结果),所以制造出的很多望远镜不灵。再比如,他提出加速度概念,又在比萨斜塔上让同种材料不同重量的球自由下落,想证明同时落地。有了加速度,有了重力概念,几乎可以提出万有引力定律了,但是是牛顿提出的。因为伽利略对力学和运动学的推动,促进了数学的发展,可是让数学更上一层楼的是开普勒和牛顿。当然,布鲁诺和伽利略长于想像。布鲁诺在《论无限、宇宙和诸世界》这本书当中,提出宇宙无限的思想,认为宇宙是统一的、物质的、无限的和永恒的,在太阳系以后还有无以数计的天体世界,这不是天文观察的结论,而是当时想像的结论,却是正确的。爱因斯坦对伽利略倍加赞赏,因为速度的相对性概念是他提出的。 有了改进望远镜,伽利略望月观星,辉煌夺目。1610年,他看到木星(Jupiter)有四个卫星(卫星这个叫法是开普勒叫的,伽利略说四个月亮),加上其他观察,写了 Sidereus Nuncius (天上信使),威尼斯纸贵。他以前的学生,现在的托斯坎大公,高薪聘请他回佛罗伦萨。伽利略也发现,以前看到的银河系星云,实际是无数颗星星组成的。 伽利略把自己的发现先告诉开普勒,开普勒写信支持他,毕竟当时有很多人不相信望远镜看到的东西是真实的,可是伽利略有些傲慢,当时没有把这类信件公开发表。他也不齿开普勒做过占星术,开普勒作为皇家(奥地利)天文学家尽管支持伽利略,但是后者也没给他一副望远镜。开普勒认为月球的引力(又是引力)导致地球潮汐,伽利略认为这种说法微不足道,难怪他研究重力加速度,却没有发现万有引力定律。 1610年7月,伽利略离开威尼斯去佛罗伦萨,任比萨大学首席数学家,托斯坎大公首席数学家与首席哲学家。他的朋友建议他留在威尼斯,当时在意大利算是最开明的共和国,去佛罗伦萨自由可能受到影响。 1611年,伽利略炙手可热,受红衣主教Maffeo Barberini(未来教皇)之邀到教皇学院讲学。耶稣会成立的罗马学院也认证伽利略的观测是精确的。1612年12月28日,伽利略用望远镜看到海王星(Neptune),人类的第一次。 Sidereus Nuncius (天上信使)的发表,以及其他观测,动摇了地心说。长期信仰地心说的一些宗教界的科学家愤而反击。 可以理解,两派的争议谁也说服不了谁。伽利略在1615年给克里斯丁(法国国王查理三世之女,麦迪奇大公费迪南一世之妻)的一封信的一些观点值得提一下: 神学是科学中的皇后,但是几何天文音乐医术在圣经里的描述并不比阿基米德托勒枚Boethius等人更准确,等等。毕达哥拉斯及其学派,柏拉图的老师以及柏拉图等人相信太阳不动,地球在动。伽利略,与亚理斯多德学说已经决裂,在这封信里称,智者的科学,受控于观察和证明,可以成为权威而无需宗教和圣经授权。神学家不应该干涉科学,科学不是他们的能力所在也与信仰领域无关。 1616年,伽利略的日心说受到罗马宗教审判所审核,最后决定,伽利略教学可以把日心说当成一种假设,决定适用于所有天主教国家。 1623年8月,他的朋友红衣主教Maffeo Barberini被选为教皇,是为Urbain VIII。在此之前,伽利略透露他计划写一本书“世界两大系统对话”。 1632年2月21日,伽利略,教皇阿本8世与托斯坎大公费迪南二世的保护人,在佛罗伦萨发行了他的“世界两大系统对话”。 由此看看意大利人和法国人的文化差异,伽利略爱天主教,爱国,为了更多的人能看懂,这本书是用意大利文写的。想想法国的思想家,他们不求国王教皇保护,写一本书,如果当地人(包括他们自己)因为害怕国王或者教皇不敢出版发行,他们就送到阿姆斯特丹或布鲁塞尔出版,化名也无所谓,笛卡儿,孟德斯鸠,伏尔泰都这样做过。虽说,伽利略算是个例,但是如何证明不是因为这种环境很难再出第二个伽利略呢?至少事实上,意大利之后再也很难出现革命性的思想家。当然,两国国情大不一样,比如笛卡儿,孟德斯鸠都是贵族,不需要找资助,伏尔泰很会赚钱。并且,法国算是一个比较宽容的社会,崇尚智慧,匿名写出离经叛道的作品,走红之后别人也能猜出作者是谁,但是没有人追究责任,反倒名誉迭来,奖个皇家科学院院士做做。 (to continue) |